(一)多锭水转大纺车
水转大纺车是以水作为驱动力,发明于南宋后期,元代盛行于中原地区,专供长纤维加捻,主要用于加工麻纱和蚕丝。水转大纺车结构比较复杂和庞大,有转锭、加捻、水轮和传动装置等四个部分,如图1-7所示。水转大纺车的水轮即发动机部分,接受现成的自然力的推动;传动机构由两个部分组成,一是传动锭子,二是传动纱框,分别用来完成加捻和卷绕纱条的工作。水转大纺车拥有32枚锭子,具备了近代纺纱机械的雏形,显著提高了纺纱效率,适应大规模的专业化生产,据王帧《农书》记载,每车每天可加捻麻纱50kg。以水转大纺车为代表的中国纺机技术西传到欧洲后,对1769年英国出现的阿克莱特水力纺纱机产生了重要的促进作用。
图1-7 水转大纺车
(二)走锭纺纱机
图1-8 塞缪尔·克朗普顿发明的走锭纺纱机
1779年,塞缪尔·克朗普顿结合珍妮纺纱机与水力纺纱机的优点,发明了走锭纺纱机,被称作“骡子”纺纱机,纺出的棉纱柔软、精细且结实(图1-8)。18世纪末,纺织厂开始利用蒸汽机,从而开启了纺织工业的机器化时代。1825年,英国R.罗伯茨制成动力走锭纺纱机,后经不断改进,逐渐推广使用。
走锭纺纱机的工作原理是:罗拉将纤维条一端夹住,锭子一边回转一边拉着纱条向外侧移动,将罗拉钳口与锭子间的纱条抽长拉细并加上捻回,然后锭子一边回转一边向罗拉方向退回,将加上捻度的纱绕到纱管上。其显著的特点是加捻和卷绕由同一零件(锭子)完成,两个动作交替进行。
(三)翼锭纺纱机
18世纪,英国产业革命后出现了水力拖动的翼锭纺纱车。随后1828年,J.索普发明翼锭精纺机,将“骡子”纺纱机的间断性生产进一步改进为连续性环形生产。(www.daowen.com)
翼锭纺纱机的成纱原理是:拉细的纤维条由罗拉钳口出来,先绕过锭帽的下缘,再绕到筒管上;筒管回转时,罗拉钳口至锭帽下缘间的一段纱也随着回转,从而给纱条加上捻度。翼锭纺纱机的加捻和卷绕由同一套机构翼锭完成,两个动作可以同时连续进行,与走锭纺纱机上加捻和卷绕交替进行的模式相比,生产效率提高。
(四)环锭纺纱机
走锭纺纱机传入美国后,1828年,美国人J.索普发明环锭纺纱机,因采用连续纺纱使生产效率提高数倍,开创了环锭纺纱新纪元。尽管后续环锭纺纱经历无数次改进与完善,但环锭纺细纱机的基本结构和工作原理并未改变,如图1-9所示。
图1-9 环锭纺细纱机
环锭纺纱机的成纱原理是:在锭杆四周套放固定环形轨道(钢领),轨道上骑跨下部有缺口的卵圆形钢丝圈;纤维条从罗拉钳口下来,先穿过钢丝圈,再绕到套在锭杆上的纱管上;锭子一回转,钢丝圈沿着钢领飞转,给纱条加上捻回,同时把纱条绕到纱管上。环锭纺加捻和卷绕由同一零件(锭子)完成,两个动作同时进行。
环锭纺目前市场占有率极高,原因如下。
(1)机构简单,维修保养方便,设备投资成本小。
(2)具有较强的纱线加工适应性,对纺纱原料要求相对较低、适用于各种纤维材料,且可纺纱线线密度范围广,满足各种应用领域。(3)环锭纺纱具有较高的纱线品质,如成纱强力高、条干较均匀,适用于制线以及机织和针织等各种产品。
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